{"id":108250,"date":"2022-04-26T07:26:00","date_gmt":"2022-04-26T05:26:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=108250"},"modified":"2022-04-20T16:02:38","modified_gmt":"2022-04-20T14:02:38","slug":"weltweit-erste-led-leuchten-aus-reishulsen-entwickelt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/weltweit-erste-led-leuchten-aus-reishulsen-entwickelt\/","title":{"rendered":"Weltweit erste LED-Leuchten aus Reish\u00fclsen entwickelt"},"content":{"rendered":"\n

<\/h2>\n\n\n\n\n\n
\"Wissenschaftler
Wissenschaftler der Universit\u00e4t Hiroshima haben aus Reish\u00fclsen und chemisch gewonnenen Produkten die weltweit erste LED-Leuchte hergestellt.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Beim Mahlen von Reis, um die K\u00f6rner von den Schalen zu trennen, fallen weltweit jedes Jahr etwa 100 Millionen Tonnen Reish\u00fclsenabf\u00e4lle an. Wissenschaftler, die auf der Suche nach einer skalierbaren Methode zur Herstellung von Quantenpunkten sind, haben einen Weg gefunden, Reish\u00fclsen zu recyceln, um die erste Silizium-Quantenpunkt-LED zu erzeugen. Ihre neue Methode verwandelt landwirtschaftliche Abf\u00e4lle auf kosteng\u00fcnstige und umweltfreundliche Weise in modernste Leuchtdioden.<\/p>\n\n\n\n

Das Forscherteam vom Naturwissenschaftlichen Zentrum f\u00fcr Grundlagenforschung und Entwicklung der Universit\u00e4t Hiroshima ver\u00f6ffentlichte seine Ergebnisse<\/a> am 28. Januar 2022 in der Zeitschrift ACS Sustainable Chemistry & Engineering <\/em>der American Chemical Society.<\/p>\n\n\n\n

“Da typische QDs oft giftige Materialien wie Cadmium, Blei oder andere Schwermetalle enthalten, wurden bei der Verwendung von Nanomaterialien h\u00e4ufig Umweltbedenken ge\u00e4u\u00dfert. Der von uns vorgeschlagene Prozess und die Herstellungsmethode f\u00fcr QDs minimieren diese Bedenken”, sagte Ken-ichi Saitow, Hauptautor der Studie und Professor f\u00fcr Chemie an der Hiroshima-Universit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n

Seit der Entdeckung von por\u00f6sem Silizium (Si) in den 1950er Jahren haben Wissenschaftler dessen Einsatzm\u00f6glichkeiten in Lithium-Ionen-Batterien, Leuchtstoffen, biomedizinischen Sensoren und Medikamentenverabreichungssystemen erforscht. Silizium ist ungiftig und kommt in der Natur reichlich vor. Es besitzt photolumineszente Eigenschaften, die auf seine mikroskopischen (quantengro\u00dfen) Punktstrukturen zur\u00fcckzuf\u00fchren sind, die als Halbleiter dienen.<\/p>\n\n\n\n

Die Forscher waren sich der Umweltprobleme bewusst, die mit den derzeitigen Quantenpunkten verbunden sind, und suchten nach einer neuen Methode zur Herstellung von Quantenpunkten, die positive Auswirkungen auf die Umwelt hat. Es stellte sich heraus, dass Reisschalenabf\u00e4lle eine hervorragende Quelle f\u00fcr hochreines Siliziumdioxid (SiO2) und wertvolles Si-Pulver sind.<\/p>\n\n\n\n

Das Team verwendete eine Kombination aus Mahlen, W\u00e4rmebehandlung und chemischem \u00c4tzen, um das Reish\u00fclsen-Siliziumdioxid zu verarbeiten: Zun\u00e4chst wurden die Reish\u00fclsen gemahlen und das Siliziumdioxid (SiO2)-Pulver durch Abbrennen der organischen Verbindungen der gemahlenen Reish\u00fclsen extrahiert. Zweitens erhitzten sie das entstandene Kiesels\u00e4urepulver in einem Elektroofen, um durch eine Reduktionsreaktion Si-Pulver zu erhalten. Drittens handelte es sich bei dem Produkt um ein gereinigtes Si-Pulver, das durch chemisches \u00c4tzen auf eine Gr\u00f6\u00dfe von 3 Nanometern reduziert wurde. Schlie\u00dflich wurde die Oberfl\u00e4che chemisch funktionalisiert, um eine hohe chemische Stabilit\u00e4t und eine hohe Dispergierbarkeit in L\u00f6sungsmitteln zu erreichen, wobei die kristallinen Teilchen eine Gr\u00f6\u00dfe von 3 nm aufwiesen, um die SiQDs herzustellen, die im orange-roten Bereich mit einer hohen Lumineszenzeffizienz von \u00fcber 20 % leuchten.<\/p>\n\n\n\n

“Dies ist die erste Forschung zur Entwicklung einer LED aus Reisschalenabf\u00e4llen”, sagte Saitow und f\u00fcgte hinzu, dass die ungiftige Qualit\u00e4t von Silizium sie zu einer attraktiven Alternative zu den heute verf\u00fcgbaren halbleitenden Quantenpunkten macht.<\/p>\n\n\n\n

“Die vorliegende Methode wird zu einer edlen Methode f\u00fcr die Entwicklung umweltfreundlicher Quantenpunkt-LEDs aus Naturprodukten”, sagte er.<\/p>\n\n\n\n

Die LEDs wurden aus einer Reihe von Materialschichten zusammengesetzt. Ein Indium-Zinn-Oxid (ITO)-Glassubstrat war die LED-Anode; es ist ein guter Stromleiter und gleichzeitig ausreichend transparent f\u00fcr die Lichtemission. Auf das ITO-Glas wurden weitere Schichten aufgeschleudert, darunter auch die Schicht aus SiQDs. Das Material wurde mit einer Aluminiumfilmkathode abgedeckt.<\/p>\n\n\n\n

Die vom Team entwickelte chemische Synthesemethode erm\u00f6glichte es ihnen, die optischen und optoelektrischen Eigenschaften der SiQD-Leuchtdiode zu bewerten, einschlie\u00dflich der Strukturen, Syntheseausbeuten und Eigenschaften der SiO2- und Si-Pulver sowie der SiQDs.<\/p>\n\n\n\n

“Indem wir SiQDs mit hoher Ausbeute aus reichen Schalen synthetisieren und in organischen L\u00f6sungsmitteln dispergieren, ist es m\u00f6glich, dass diese Prozesse eines Tages in gro\u00dfem Ma\u00dfstab umgesetzt werden k\u00f6nnen, wie andere chemische Prozesse mit hoher Ausbeute”, sagte Saitow.<\/p>\n\n\n\n

Zu den n\u00e4chsten Schritten des Teams geh\u00f6rt die Entwicklung einer h\u00f6heren Effizienz der Lumineszenz in den SiQDs und den LEDs. Sie werden auch die M\u00f6glichkeit erforschen, SiQD-LEDs in einer anderen als der orange-roten Farbe herzustellen, die sie gerade entwickelt haben. Mit Blick auf die Zukunft schlagen die Wissenschaftler vor, dass die von ihnen entwickelte Methode auch auf andere Pflanzen angewendet werden k\u00f6nnte, die SiO2 enthalten, z.B. Zuckerrohr, Bambus, Weizen, Gerste oder Gr\u00e4ser. Diese nat\u00fcrlichen Produkte und ihre Abf\u00e4lle k\u00f6nnten das Potenzial haben, in ungiftige optoelektronische Ger\u00e4te umgewandelt zu werden. Letztendlich m\u00f6chten die Wissenschaftler diesen umweltfreundlichen Ansatz zur Herstellung leuchtender Ger\u00e4te aus Reish\u00fclsenabf\u00e4llen kommerziell nutzen.<\/p>\n\n\n\n

Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n

ACS Sustainable Chemistry & Engineering. Orange\u2212Red Si Quantum Dot LEDs from Recycled Rice Husks<\/a>.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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